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简介：混凝土的裂缝是一个普遍存在的工程实际问题，本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析，并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。
混凝土裂缝是混凝土工程施工中的质量通病，裂缝产生的原因以及如何防止混凝土裂缝，早已成为全球混凝土工程的一项研究课题，现就本人所学理论知识结合本人较少的实践经验，浅谈混凝土工程施工裂缝原因分析及预防。
一、混凝土结构产生裂缝的原因
混凝土是一种非均质的复杂多相混合材料，在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就会产生裂缝。因此，混凝土发生开裂的条件就是：在约束下变形产生的拉应力超过当时的混凝土抗拉强度，应该满足三个条件：变形大小、约束程度、混凝土抗拉强度。不受约束的自由变形不会产生应力；抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时则不会开裂。也就是说不能笼统地认为收缩必然开裂。所产生的应力大小和当时的弹性模量有关，和能够松弛应力的徐变有关；是否引起开裂还和混凝土的抗拉强度有关。
干缩收缩：干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分挥发过快，内部湿度变化相对较小，大型混凝土表面干缩变形受内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低的混凝土，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，大体积混凝土中平面部位多见。干缩裂缝会对混凝土的抗渗性产生影响，影响混凝土的耐久性。
主要预防措施：
一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。
温度收缩：混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥。二是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。三是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。四是改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的"三冷技术"的基础上采用"二次风冷"新工艺，降低混凝土的浇筑温度。五是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
塑性收缩裂缝及预防：是在与外界无水分交换情况下因水泥水化消耗浆体内部自身的水分而产生的。自收缩从混凝土初凝就开始产生，在1天以内发展最快，3天以后减慢，此后就发展得很缓慢了。自收缩不同于化学收缩，但由化学收缩引起。化学收缩的原因是水泥和水发生水化反应，产物的固体体积增大，而与反应前水泥与水的体积之和相比则减小，故也称化学减缩。
主要预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
二、施工中裂缝控制
影响开裂的因素很复杂，往往不是单一因素造成的。控制裂缝也不只是施工人员和混凝土生产者的事，而是涉及包括设计、混凝土及其原材料生产、施工甚至监理和业主在内各方面的责任。因此需要各方共同努力解决。包括混凝土原材料的控制、混凝土的制备和现场施工的各个环节，对于控制早期裂缝、减少后期开裂、保证实现设计的混凝土結构耐久性是至关重要的。
现场施工中应注意裂缝控制方面问题：
1、混凝土运到工地后应立即检测坍落度，并尽快浇筑。如发现坍落度不足，不得擅自加水。
2、浇筑温度：夏季浇筑混凝土应降低温度，至少应比当天最高温度气温低10℃。但混凝土浇筑温度太低时，受环境较高温度影响的表面硬化较快，内部温度升高时产生膨胀，会使先硬化的表面受拉而开裂。
3、不正确的浇筑顺序会造成可以避免的约束和不均匀的沉降。例如梁和柱或板和墙同时浇筑，会因沉降不匀在交接处产生裂缝。相反，采取恰当的浇筑顺序会减少开裂，如大面积的板当使用膨胀剂时，采取“跳仓”方式浇筑可减少开裂。所以不同构件浇筑前应认真规划浇筑顺序。
4、应当正确进行混凝土拌和物的振捣，使用振捣棒时绝对禁止用振捣棒横拖赶动混凝土。否则必然造成离下料口远处砂浆过多而开裂。
三、结论
1、裂缝控制是限制环境中侵蚀性介质进入混凝土结构的第一道防线，控制裂缝尤其是早期裂缝，对保证混凝土结构达到设计要求的耐久性，有重要意义。
2、裂缝控制需要建设主管∕开发商、设计人员、材料供应商和施工承包商共同的努力，但是施工过程的各环节对混凝土成型质量和裂缝控制尤为重要。
3、除从计划上改变追求高早强外，尽量控制减小2天内强度增长速率，对竣工时间长的大型工程（如高层建筑的底层结构）， 尽量延迟强度验收期限。
4、配制混凝土时应选用开裂敏感性小的水泥（低C3A、C3S，低碱、低比表面积）、抗裂性好的矿物掺和料（磨细矿渣如掺量小于70%，其比表面积不宜超过400m2/kg。由于种种原因，所供应的磨细矿渣一般都为400～450 m2∕kg，则使用时宜与粉煤灰复合使用，或用于水下或地下时掺量大于75%，以减小混凝土由于矿渣过细引起的自收缩和温升；尽量选用热膨胀系数小的粗骨料。
5、选用配合比时尽量减小水泥用量和胶凝材料总量（用水量），。除非必需（如自密实混凝土）。
参考文献
[1] 李国泮，马贞勇译，A.M.Neville原著，混凝土的性能，1983年第一版
[2] 安明喆，高性能混凝土自收缩的研究，清华大学博士学位论文，1999年
[3]杨荣俊，杨玉启，朱连滨等，高性能混凝土（HEC）配合比简易设计法，见：阎培渝、姚燕主编，水泥及复合材料科学与技术──吴中伟院士从事科教工作六十年学术讨论会论文集，中国建材工业出版社，1999年10月
作者简介：吴春靖，聊城大学建筑工程学院2010级本科生；
莫家骐，聊城大学建筑工程学院2010级本科生；
张超，聊城大学建筑工程学院分团委副书记。
本文为聊城大学2013年度大学生科技创新基金项目阶段性成果。
混凝土裂缝是混凝土工程施工中的质量通病，裂缝产生的原因以及如何防止混凝土裂缝，早已成为全球混凝土工程的一项研究课题，现就本人所学理论知识结合本人较少的实践经验，浅谈混凝土工程施工裂缝原因分析及预防。
一、混凝土结构产生裂缝的原因
混凝土是一种非均质的复杂多相混合材料，在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就会产生裂缝。因此，混凝土发生开裂的条件就是：在约束下变形产生的拉应力超过当时的混凝土抗拉强度，应该满足三个条件：变形大小、约束程度、混凝土抗拉强度。不受约束的自由变形不会产生应力；抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时则不会开裂。也就是说不能笼统地认为收缩必然开裂。所产生的应力大小和当时的弹性模量有关，和能够松弛应力的徐变有关；是否引起开裂还和混凝土的抗拉强度有关。
干缩收缩：干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分挥发过快，内部湿度变化相对较小，大型混凝土表面干缩变形受内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低的混凝土，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，大体积混凝土中平面部位多见。干缩裂缝会对混凝土的抗渗性产生影响，影响混凝土的耐久性。
主要预防措施：
一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。
温度收缩：混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥。二是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。三是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。四是改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的"三冷技术"的基础上采用"二次风冷"新工艺，降低混凝土的浇筑温度。五是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
塑性收缩裂缝及预防：是在与外界无水分交换情况下因水泥水化消耗浆体内部自身的水分而产生的。自收缩从混凝土初凝就开始产生，在1天以内发展最快，3天以后减慢，此后就发展得很缓慢了。自收缩不同于化学收缩，但由化学收缩引起。化学收缩的原因是水泥和水发生水化反应，产物的固体体积增大，而与反应前水泥与水的体积之和相比则减小，故也称化学减缩。
主要预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
二、施工中裂缝控制
影响开裂的因素很复杂，往往不是单一因素造成的。控制裂缝也不只是施工人员和混凝土生产者的事，而是涉及包括设计、混凝土及其原材料生产、施工甚至监理和业主在内各方面的责任。因此需要各方共同努力解决。包括混凝土原材料的控制、混凝土的制备和现场施工的各个环节，对于控制早期裂缝、减少后期开裂、保证实现设计的混凝土結构耐久性是至关重要的。
现场施工中应注意裂缝控制方面问题：
1、混凝土运到工地后应立即检测坍落度，并尽快浇筑。如发现坍落度不足，不得擅自加水。
2、浇筑温度：夏季浇筑混凝土应降低温度，至少应比当天最高温度气温低10℃。但混凝土浇筑温度太低时，受环境较高温度影响的表面硬化较快，内部温度升高时产生膨胀，会使先硬化的表面受拉而开裂。
3、不正确的浇筑顺序会造成可以避免的约束和不均匀的沉降。例如梁和柱或板和墙同时浇筑，会因沉降不匀在交接处产生裂缝。相反，采取恰当的浇筑顺序会减少开裂，如大面积的板当使用膨胀剂时，采取“跳仓”方式浇筑可减少开裂。所以不同构件浇筑前应认真规划浇筑顺序。
4、应当正确进行混凝土拌和物的振捣，使用振捣棒时绝对禁止用振捣棒横拖赶动混凝土。否则必然造成离下料口远处砂浆过多而开裂。
三、结论
1、裂缝控制是限制环境中侵蚀性介质进入混凝土结构的第一道防线，控制裂缝尤其是早期裂缝，对保证混凝土结构达到设计要求的耐久性，有重要意义。
2、裂缝控制需要建设主管∕开发商、设计人员、材料供应商和施工承包商共同的努力，但是施工过程的各环节对混凝土成型质量和裂缝控制尤为重要。
3、除从计划上改变追求高早强外，尽量控制减小2天内强度增长速率，对竣工时间长的大型工程（如高层建筑的底层结构）， 尽量延迟强度验收期限。
4、配制混凝土时应选用开裂敏感性小的水泥（低C3A、C3S，低碱、低比表面积）、抗裂性好的矿物掺和料（磨细矿渣如掺量小于70%，其比表面积不宜超过400m2/kg。由于种种原因，所供应的磨细矿渣一般都为400～450 m2∕kg，则使用时宜与粉煤灰复合使用，或用于水下或地下时掺量大于75%，以减小混凝土由于矿渣过细引起的自收缩和温升；尽量选用热膨胀系数小的粗骨料。
5、选用配合比时尽量减小水泥用量和胶凝材料总量（用水量），。除非必需（如自密实混凝土）。
参考文献
[1] 李国泮，马贞勇译，A.M.Neville原著，混凝土的性能，1983年第一版
[2] 安明喆，高性能混凝土自收缩的研究，清华大学博士学位论文，1999年
[3]杨荣俊，杨玉启，朱连滨等，高性能混凝土（HEC）配合比简易设计法，见：阎培渝、姚燕主编，水泥及复合材料科学与技术──吴中伟院士从事科教工作六十年学术讨论会论文集，中国建材工业出版社，1999年10月
作者简介：吴春靖，聊城大学建筑工程学院2010级本科生；
莫家骐，聊城大学建筑工程学院2010级本科生；
张超，聊城大学建筑工程学院分团委副书记。
本文为聊城大学2013年度大学生科技创新基金项目阶段性成果。